煤仓施工

§煤仓施工
摘要内容：本节主要介绍煤仓施工方法。

讲课重点：普通反井施工法、深孔爆破法、反井钻机法。

讲课难点：普通反井施工法、深孔爆破法。

讲授重点内容提要：
在矿井生产过程中，为了保证采区均衡连续地生产，缩短装车时间，提成运输效率，一般都在上山采区下部车场或下山采区上部车场设置采区煤仓。

采区煤仓按倾角不同分为垂直式和倾斜式。

垂直式一般足圆形断面，而倾斜式一般是拱形断面，其倾角为60o以上。

无论那一种形式，其下口均要收缩成截圆锥形或四角锥形，以适合安装闸门。

采区煤仓永久支护一般采用料石砌碹或采用混凝土浇筑，壁厚300～400mm，也可用喷射混凝土，喷厚一般为150mm左右。

煤仓位于稳定坚固的岩居中时，也可以不支护，但下部漏煤口斜面应采用混凝土浇筑。

如果煤仓深度较大，煤块在下落时
对煤仓的冲击程度必然加大，这样就使
煤炭的破碎率增加，在一定程度上影响
了煤炭的质量，这时可以采用螺旋形煤
仓。

煤仓的施工方法，一般都采用先自
下向上掘凿小反井，然后再自上向下刷
大至设计断面的施工方法。

主要有普通
反井法、吊罐反井法
一、普通反井施工法
在工作面无瓦斯、岩层稳定、无涌
水的情况下，采用普通反井施工煤仓是
简便易行的。

现以山东肥城大封煤矿某
煤仓施工为例，介绍采用普通反井法施
工采区煤仑的过程（如图9-24所示）。

该采区煤仓的形式为垂直圆形，仓
高10.3m，内径3.6m，外径4.2m，如图
12-34所示。

煤仓穿过的岩层为粘土砂
岩、粉砂岩、泥灰岩，岩层倾角10o，
层理较发育。

该煤仓的施工分三步进行：第一
步，自下向上掘小反井；第二步，自上
而下刷大至设计断面；第三步，自下向
上进行永久支护。

一)掘进小反井
1.自下向上掘进小反井断面为长放形，临时支扩用四角木盘。

2.小反井掘进至距胶带输送机机头硐室底板2m时，从上向下掘透。

3.工人打眼时，站在临时工作台上操作。

4.爆破用四段秒延期电雷管全断面一次爆破。

5.矸石由下面的大巷扒装运走。

施工前由测量人员挂好十字中线，按照十字中线架好抬棚，将木盘座落在抬棚上如图9-25所示，用扒钉与抬棚连接牢固。

木盘间距为1m，四个角打有撑柱，撑柱与四角盘也用扒钉钉牢。

为防止片帮，空帮高度不得超过1.8m。

木盘与岩帮之间均用木板与木楔背牢，小反井掘进至距离带式输送机机头硐室底板2m时，从上方向下掘透。

掘进时，用宽200 mm、厚80mm的木板搭在木盘上作为临时工作台，爆破前拆除，并在人行间的上面铺设倾斜挡板，使崩落的歼石集中到歼石间溜至大巷运走。

人行间需设梯子，供人员上下使用。

二)刷大至设计断面
反井掘透后，开始自上向下用钻眼爆破法刷大成直径为4.2m的圆形断面，用六角木盘做临时支架。

刷大过程中，材料及工具均由上向下运送。

打眼或文护时应在小反井上盖上木板，以保证安全。

爆破前，将盖板拆除，爆破下来的歼石由反井落下，在大巷装车运走。

三)砌筑永久支护
1.固定漏斗座
为了固定漏斗座和加大巷道上部的支撑能力，在大巷顶部设置四根20号工字钢梁，工字钢梁由15kg/m的钢轨托住，钢轨两端插入已砌好的大巷的碹帽上，漏斗座固定在中间两根工字钢梁上，如图12-34所示。

漏斗座要求安放水平，且十字中心线必须与大巷的轨道中心线重合，以保证漏斗座不偏不斜，不会在装车时撒漏煤炭。

2.用强度等级C15的混凝土浇灌煤仓下部5m段的大巷碹帽
事先在大巷的东肩处敷设了一根直径为127mm的传话铁管，浇灌混凝土由两边向中间进行，每浇灌300mm厚需认真捣固一遍，混凝土浇灌到与漏斗座上口齐平时暂停。

3.用强度等级髓0的混凝土浇灌煤仓的圆锥体部分
该项工作最关键的工序是文模板，
模板应在地面制成并组装成型，编号下
井。

支模时，对号入座，这样不但支模
速度快，还能保证工程质量。

模板在固定时，先在漏斗口内做一
木衬，模板的下端直接座在木衬上(图
9-26)，上端用拉杆固定。

拉杆的一头
钉在模板上，另一头撑在岩帮上，全部
斜长分三次浇灌，模板长度1m。

混凝土在煤仓顶部带式输送机机
头洞室内搅拌好以后，沿铁风筒送下，
铁风筒的下端接有一节帆布风筒，使混
凝土直接灌于模板内，一边浇灌，一边
捣固。

每茬均空出100mm的高度，以便
下一次支模和保证工程质量。

为了保证施工安全，防止掉下的物
料伤人，煤仓顶部要用木板盖严。

4.用强度等级C15的混凝土浇灌煤仓壁
首先拆除六角木盘，每次只拆一架，并加
固上面的4～5架木盘，然后支模浇灌混凝土，
浇灌煤仓壁用的碹骨和模板也是事先做好的，
由4个小碹骨组合成一个圆形碹，殖骨钉在模
板的接头处，如图9-27所示。

碹骨的厚度不
小于80mm，碹骨的接头处做成亲口式，亲口的
下面打上垂直撑柱，模板的长度应与临时支架
间距相适应，按中线支好模板以后，经检查若
误差较大，必须重新调整。

在浇灌煤仓的过程中，应注意煤仓内设置
的缓冲台、π形梯和顶盖梁的位置，随着向上
浇灌混凝土，随时完成安装任务。

5.拆模
混凝土凝固并达到一定强度后可拆模。

首先将下部的漏斗口打开，把拆下的模板从漏斗口放下去：为了保证工作面安全，工作人员必须配置安全带。

在岩层稳定、煤仓断面不大时，也可以由下向上全断面一次掘喷成巷，有时可以不支护，但下部漏煤口斜面必须采用混凝土浇灌。

二、深孔爆破法
深孔爆破法是掘进煤仓的一种较先进的方法，其实质为用深孔钻机自上而下或自下而上沿反井(或煤仓)断面全高钻进一组平行深孔，然后一次或分次装药，依次顺序爆破，形成所需断面和长度的反井(或煤仓)。

这种方法的最大特点是：工人不进入反井(或煤仓)作业，一般不受岩层破碎的限制，所需设备少，施工速度快，效率高，施工人员的作业条件和安全得到了改善。

但钻眼的垂直度要求严格，爆破技术要求高，装药困难，炸药消耗量大。

下面以山东兖州北宿煤矿东、西采区煤仓的施工为例，说明深孔爆破法的施工过程
东、西两煤仓为垂直圆筒仓，高度分别为7m和8m，直径为3.4m，喷射混凝土支护，喷层厚度为150 mm，煤仓上门与17层煤带式输送机上山机头硐室相接，下口与运输大巷相通。

图9-28为西采区煤仓示意图。

在带式输送机机头硐室内用TXV—75型液压钻机打眼，先沿煤仓中心打一钻孔，然后再以中心钻孔为中心在半径为0.5m的圆周上均匀地打4个钻孔，这5个钻孔均与大巷穿透，眼径都为89mm。

爆破所用炸药为2号岩石硝铵炸药，药卷直径和长度为435mm×180 mm，重150g，1～4段秒延期电雷管和导爆索起爆。

将7m深的炮眼一次装药分两次起爆，每段各炮眼装药长度为2.52m，装药量为8.4kg，中间用500mm炮泥相隔，如图9-29所示。

装药前，先将眼底封好，再把炸药捆成小捆，每捆4卷，然后把14捆炸药对接起来，用导爆索上下贯穿，并一起固定在一根铁丝上，送入眼底。

封500mm长间隔炮泥，再用同样方法装好上段炸药，用炮泥封好上口。

合计每孔装药量为16.8kg，为了确保起爆，在每段炸药的上部和中部各装一个同号雷管。

中心孔不装药，用铁丝悬吊两个钢弹，分别放在每分段的上部位置，钢弹用直径89mm、长500mm的钢管制成，每个钢弹内装药1.2kg，一次起爆总装药量为69.6kg。

下段炸药和下部钢弹分别装入1段和2段雷管，上段炸药和上部钢弹分别装入3段和4段雷管。

下部的过量炸药爆炸后，将中心岩石充分预裂，再借助于该段上部钢弹的爆炸威力实现挤压抛碴。

同理，上段也是如此。

反井爆透后，即可自上向下刷大至设计断面。

边刷大，边喷射混凝土，直至下部漏斗口，安装漏斗座、中间缓冲台及顶盖梁之后，煤仓即施工完毕。

三、反井钻机法
从20纪70年代开始，我国自制反井钻机，目前已有多台不同规格型式的反井钻机在冶金和煤炭行业使用。

反井钻进法与其他反井施工法相比，具有机械化程度高，工人劳动强度低，施工安全，施工速度快，效率高，成本低及施工过程中不破坏围岩，井壁光滑，成井质量好等一系列优点。

在条件具备时，应优先选用。

国产反井钻机有TYZ型、LM型和ATY型等，其主要技术特征见表12-3，主要由主机、钻具(钻杆与钻头)动力车、油箱车和起吊装置等组成。

现以LM-120型反井钻机施工煤仓为例介绍其施工方法。

一)准备工作
1)施工前应在反井上口位置，按照设计尺寸要求用混凝土浇筑反井钻机基础，并铺设轨道。

2)钻进时油冷却水要求流量为7.2m3/h，压力为。

导孔钻进时，用于冷却钻头和排除岩屑的冲洗水要求流量为30m341，压力为~。

3)LM-120型反井钻机的电器线路非常简单，未配置专门电气控制箱，只需用两台隔爆型磁力起动器和两台隔爆起动按钮，在施工现场将电源分别接人电机即可。

本机总功率为，主泵电机DYB-55的功率为55kW，电压为660V/1140V；副泵电机BJO2-51-4型，功率为，电压为380V/660 V。

若井下只有380V或1140V电源，则需增设变压器。

4)钻机安装与调试。

把钻机和配套设备沿轨道运到钻井位置(图9-30)，在其附近放好操
纵箱，将油箱加满油，连接液压系流的管路，然后用卡轨器卡紧钻机，连接动力电源，启动副油泵(型号25SCY)，利用斜撑缸将钻机顶至工作位置，安装斜拉杆，卸去翻转架与钻机架的连接销，放平翻转架，安装转盘吊与机械手，调平钻机架，固定钻机架(支起上下支承缸)，接洗并液胶管和冷却水管，钻机安装好后，要全面检查各个部件的动作是否准确，液压系统是否漏油，供水系统是否漏水等。

待一切正常后方可进行钻机试运转。

(二)反井施工
1.导孔钻进
把事先与稳定钻杆接好的导孔钻头放入井中心就位，启动马达，慢慢下放动力水龙头，连接导孔钻头，启动水泵向水龙头供水。

开始以低钻压向下钻进，开孔钻速控制在1～1.5m/h，开孔深度达3m以后，增加推进油缸推力，进行正常钻进，在钻透前，应逐渐降低钻压。

在导孔钻进中，采用正循环排碴，将压力≤的洗井液通过中心管和钻杆内孔送至钻头底部，水和岩屑再由钻杆外面与钻孔壁之间的环形空间返回。

2.扩孔钻进
导孔钻透后，在下部巷道将导孔钻头和与之相接的稳定钻杆一同卸下，再接上扩孔钻头，将液压马达变为并联状态，调整主泵油量，使水龙头出轴转速为预定值(一般为17～22r/min)。

扩孔时将冷却器的冷却水放入井口，水沿导孔壁及钻杆外壁自然下流，即可达到冷却刀具及除尘防烃的目的。

扩孔开孔时应采用低钻压，待刀盘和导向辊全部进入孔内后，方可转入正常钻进。

在扩孔钻进时，岩石碎屑自由落到下部大巷，停钻时装车运出。

扩孔临近煤仓上口时须留2m岩柱，以确保钻杆及人员安全，待钻杆全部拆除后可用爆破法或风镐凿开预留的2m岩柱。

当直径1.2m的反井扩成后，即可用钻眼爆破法自上向下将反井刷大成设计断面，最后安装漏斗座和进行永久支护。